發(fā)布時間：2020-06-27 01:13

【摘要】：口腔正畸可以調(diào)整顏面骨骼、牙齒和頜面肌肉三者之間的平衡和協(xié)調(diào),進而幫助治療對象獲得更好的外貌特征,樹立積極樂觀的個人形象和生活態(tài)度,同時提升在社會交流中的自信心。正畸治療中錯位牙齒的矯正主要依靠矯治裝置作用在牙冠上的矯治力,其大小必須在合適的范圍內(nèi)才能更好的激發(fā)牙槽骨改建機制從而實現(xiàn)牙齒移動。因此深入了解“矯治力-牙周組織應力應變-牙槽骨改建-牙齒移動”的復雜作用關(guān)系至關(guān)重要。目前正畸治療中主要依賴正畸醫(yī)生的臨床經(jīng)驗和主觀判斷,采取患者定期回訪的試錯性治療方式,施加的矯治力很少通過仿真模擬和實驗測量進行定量確定,這使得正畸治療始終處于矯正-調(diào)整-矯正的循環(huán)狀態(tài),效率較低。另一方面,現(xiàn)階段臨床常用矯治裝置主要為固定式矯治器和無托槽隱形矯治器。用于固定式矯治器的金屬鎳鈦弓絲在人體復雜的口腔環(huán)境下對人體存在潛在的威脅;無托槽隱形矯治器屬于個性化定制產(chǎn)品,成本較高、矯治能力有限且適用癥較窄。為此有學者提出將形狀記憶聚合物(SMP,Shape memory polymer),比如形狀記憶聚氨酯(SMPU,Shape memory polyurethane)應用于口腔正畸領域,SMP材料具有良好的生物相容性、成本低廉、易成型且透明,是潛在的理想矯治器材料。本研究旨在探究正畸矯治過程中的生物力學機理并構(gòu)建一種基于SMPU材料的一體式個性化矯治器,以推動臨床口腔正畸治療的精準化和個性化。首先構(gòu)建了一種符合人體牙周膜(PDL,Periodontal ligament)生物力學特性的牙周膜材料本構(gòu)模型,并研究得到了牙齒不同移動方式下的最佳正畸力范圍,為個性化精確矯治方案的設計奠定了良好的生物力學基礎,并通過一例臨床病例驗證了個性化矯治方案設計技術(shù)的有效性;在此基礎之上,研究了基于SMPU的個性化精確矯治技術(shù),分析了SMPU的基礎熱力學響應和基于SMPU的個性化矯治器設計制作技術(shù),通過仿真模擬探究了矯治器力學響應,并通過實驗測量進行了驗證。本文的主要工作和研究成果如下:(1)以人體牙周膜實驗數(shù)據(jù)為基礎,提出結(jié)合超彈性材料模型和黏彈性材料模型建立一種符合牙周膜生物力學特性的材料本構(gòu)模型,并利用有限元軟件ABAQUS對實驗過程進行模擬,驗證了該模型的準確性。(2)以上頜尖牙為研究對象,以牙周膜的靜水壓應力和對數(shù)應變?yōu)橹笜?計算獲得了牙齒在不同移動方式下的最佳正畸力范圍,為個性化精確正畸方案的設計奠定了生物力學基礎。(3)以正畸生物力學為基礎,提出了基于矯治力測量和有限元仿真的個性化正畸方案設計技術(shù),并以浙江省人民醫(yī)院一例臨床病例作為研究對象,對個性化精確正畸方案的設計方法進行了驗證。即通過矯治力測量和有限元模擬等手段幫助醫(yī)生制定并實施精確安全的正畸方案,并通過治療過程的臨床反饋驗證了該方案的有效性。(4)構(gòu)建了能夠描述SMPU材料在復雜受力狀態(tài)下的三維熱力學本構(gòu)模型,并通過有限元模擬詳細研究了其在不同載荷條件下的形狀回復效應。(5)基于SMPU熱力學材料模型和個性化正畸方案設計技術(shù),提出了基于SMPU的一體式個性化矯治器設計技術(shù),設計并制作了一體式個性化SMPU矯治器,通過有限元模擬研究了其在不同變形狀態(tài)下的形狀回復力。進一步搭建了三維矯治力動態(tài)測量平臺,對矯治器在形狀回復過程中的力學響應進行了測量,初步驗證了一體式SMPU矯治器的有效性。
【學位授予單位】：浙江工業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：R783.5;TQ317
【圖文】：

浙江工業(yè)大學博士學位論文給牙周組織，再經(jīng)牙周組織的吸收、緩列生物反應，并最終在矯治力的作用下，目的[23, 24]。圖如圖 1-2 所示，牙周膜作為連接在牙齒移動中起著重要作用[25, 26]，過大的矯治力起功能紊亂甚至牙周膜壞死、牙根吸收7]；過小的矯治力在經(jīng)過牙周膜的吸收和不會發(fā)生移動。所以，矯治力的大小必佳狀態(tài)才能更好的激發(fā)牙槽骨的骨改建功

浙江工業(yè)大學博士學位論文2009 年，Hisham 等[53]設計搭建了一套具有多傳感器的三維正畸力測量裝置，如圖1-4 所示，可以同時測量全牙列（14 顆）上的矯治力。在實驗測試中對尖牙施加一定位移以模擬牙列錯位狀態(tài)，分別測量了尖牙、側(cè)切牙和第一磨牙在不同結(jié)扎方式下的矯治力大小，測量結(jié)果表明不同的弓絲結(jié)扎方式下所獲得矯治力大小也有所不同。但是，在該實驗裝置中將牙齒簡化為標準圓柱體，托槽黏貼的位置和角度都與臨床實際情況有所偏差，與其說是測量矯治裝置作用在牙齒上的矯治力，不如說是測量弓絲在形變時產(chǎn)生的形變回復力。另外，該測量裝置只能模擬弓絲沿唇舌向和根冠向的變形，其他方向的位移和轉(zhuǎn)動均不方便實現(xiàn)，可模擬的牙齒錯位情況受到很大程度的限制。

【參考文獻】

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本文編號：2731139